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          粉紅噪聲與粉紅噪聲發(fā)生器

          作者: 時間:2017-03-23 來源:網(wǎng)絡 收藏
          噪聲發(fā)生器通常用于測試中,如:誤碼率測量中的噪聲電平設置、振動分析所用的寬帶信號、采用FFT的快速濾波器性能評估以及眾多其它應用。背景噪聲、擴音系統(tǒng)房間平衡等采用噪聲源的音頻應用很有可能會用到“粉紅”噪聲。粉紅噪聲特征是每個倍頻程都具有相同的功率,因此100~200Hz頻段與1.0~2.0kHz或10~20kHz頻段具有相同功率。

          此處的粉紅噪聲源是基于偽隨機序列(PRS)發(fā)生器,其很像之前一篇文章中的白噪聲源。如果在低于PRS時鐘頻率5%之處過濾噪聲,則白噪聲輸出為隨機輸出(即,頻率及高斯振幅相同)。面向聲頻頻帶介于20Hz~20kHz之間的粉紅噪聲發(fā)生器可以滿足隨機性要求,而且能夠修整模擬輸出的頻率含量。

          粉紅噪聲的頻率特性以每倍頻程3dB或每十倍程10dB的速度衰落。其為單極低通濾波器速度的一半。濾波電路比簡單的R-C稍微復雜一點。通過谷歌搜索可以找到大量粉紅噪聲濾波器的實例。此處所用例子來自1976年《National Semiconductor音頻手冊》,該書雖然不再出版,但經(jīng)常翻印。相關數(shù)值經(jīng)過調整,以便提供接近額定值的上端性能,并提高到數(shù)字輸出的濾波器負載阻抗。圖1說明賽普拉斯 CY8C24423中實現(xiàn)的完整原理圖、幾個外部部件以及白噪聲與粉紅噪聲源。相關代碼僅限于設定PRS的多項式值和一些啟動命令。

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          圖1:白噪聲與粉紅噪聲發(fā)生器簡要原理圖

          PRS長度有所增加(相對于之前的白噪聲設計),從而使序列重復長度超過頻譜分析器的帶寬。24位或者更長的任何序列均適合于音頻應用。3dB/倍頻程濾波器的輸出(在示波器上)顯得相當小,因此添加了一個24dB增益的PGA。此外,PGA輸出還提供能夠驅動32歐姆負載的緩沖器。

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          圖2:粉紅噪聲輸出

          20Hz~20kHz的輸出符合1.0 dB范圍內的標稱-3dB/倍頻程斜率。

          如果需要低于20Hz 的信號衰減,則在PGA輸入點連接10Hz單極高通濾波器即可。如果需要超過20kHz 的信號衰減,則可以把PGA的輸出重新布線到帶通濾波器的輸入。這是一個在賽普拉斯 PSoC Designer開發(fā)工具中選擇不同濾波器輸入的簡單問題。(end)


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